JP3330014B2

JP3330014B2 - 外観検査方法

Info

Publication number: JP3330014B2
Application number: JP10083496A
Authority: JP
Inventors: 満白澤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: JPH09288065A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理による外
観検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被検査物の欠陥を検出する従来の外観検
査方法としては、特開平３−２２１８４９号公報に見ら
れるような方法がある。この方法は照明方法を変えるこ
とにより得られる２濃淡画像を空間微分、２値化、細線
化して得られたエッジ延長画像において、所定の検査領
域内のエッジ像についてエッジ像の大きさ、長さ、エッ
ジ像周辺の濃度値、微分値の大きさにより欠陥の有無を
判定する方法であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方法では所定
の検査領域内のエッジ像についてエッジ像の大きさ、長
さ、エッジ像周辺の濃度値、微分値の大きさにより欠陥
の有無を判定しているが、被検査物の形状にあった所定
の検査領域を複数設定する必要があった。本発明は上記
問題点に鑑みて為されたもので、その目的とするところ
は検査領域の分割及びその検査領域内の外観検査が安定
して行える外観検査方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、被検査物を画像入力装置により
撮像した後、画像処理を施し、特徴抽出された濃淡画像
である原画像と、原画像に基づいて、隣接する画素との
濃度の変化率に相当する微分絶対値画像と、隣接画素と
の濃度の変化方向に対する微分方向値を各画素の値とし
た微分方向値画像と、微分絶対値のしきい値処理を用い
て濃度変化の境界を示すエッジ延長画像とを用いて、被
検査物の外形形状を求め、エッジ間或いはエッジ外で同
一濃度を持っている領域を検査領域として設定し、その
検査領域毎に結果の有無及び良否を判定する外観検査方
法において、被検査物の形状の外形縁に合った検査ライ
ンを作成するために少なくとも３点の基準ポイントを求
める際に、被検査物の画像上に設定する検査ウィンドウ
の上又は下辺で、該辺と直交する方向に被検査物が位置
する任意の位置を探索開始点としてこの探索開始点から
上下辺に対して直交する方向に探索ラインを走査させる
とともに、探索開始点から所定距離両側方向に離れた位
置より上下辺に対して直交する方向に探索ラインを走査
させて被検査物体の外形縁に交差する点を基準ポイント
とすることを特徴とする。

【０００５】請求項２の発明では、被検査物を画像入力
装置により撮像した後、画像処理を施し、特徴抽出され
た濃淡画像である原画像と、原画像に基づいて、隣接す
る画素との濃度の変化率に相当する微分絶対値画像と、
隣接画素との濃度の変化方向に対する微分方向値を各画
素の値とした微分方向値画像と、微分絶対値のしきい値
処理を用いて濃度変化の境界を示すエッジ延長画像とを
用いて、被検査物の外形形状を求め、エッジ間或いはエ
ッジ外で同一濃度を持っている領域を検査領域として設
定し、その検査領域毎に結果の有無及び良否を判定する
外観検査方法において、被検査物の形状が円環状若しく
は円弧状であって、その外形縁に合った検査ラインを作
成するために少なくとも３点の基準ポイントを求める際
に、撮像した被検査物の画像が検査ウィンドウから位置
ずれしない場合に被検査物の外形縁において任意の位置
を追跡開始ポイントとして外形縁に沿って検査ウィンド
ウから外れる位置若しくは追跡開始ポイントに戻る迄追
跡を行い、外形縁上で検査ウィンドウから外れる点と、
該点を除いた外形縁上の任意の点を基準ポイントとする
ことを特徴とする。

【０００６】請求項３の発明では、被検査物を画像入力
装置により撮像した後、画像処理を施し、特徴抽出され
た濃淡画像である原画像と、原画像に基づいて、隣接す
る画素との濃度の変化率に相当する微分絶対値画像と、
隣接画素との濃度の変化方向に対する微分方向値を各画
素の値とした微分方向値画像と、微分絶対値のしきい値
処理を用いて濃度変化の境界を示すエッジ延長画像とを
用いて、被検査物の外形形状を求め、エッジ間或いはエ
ッジ外で同一濃度を持っている領域を検査領域として設
定し、その検査領域毎に結果の有無及び良否を判定する
外観検査方法において、外形縁に合った検査ラインを作
成するために少なくとも３点の基準ポイントを求める際
に、検査ウインドウの一方の側辺と交差する被検査物の
外形縁上の点を探索開始点とし他方の側辺と交差する被
検査物の外形縁上の点を探索終了点として求めるととも
に、被検査物の外形縁上の任意の複数の点を求め、この
複数の点の一つと、探索開始点と、探索終了点との３点
を基準ポイントとして複数の基準ラインを作成し、これ
ら基準ラインの内欠陥が存在しない基準ラインを検査ラ
インとして用いることを特徴とする。

【０００７】請求項４の発明では、被検査物を画像入力
装置により撮像した後、画像処理を施し、特徴抽出され
た濃淡画像である原画像と、原画像に基づいて、隣接す
る画素との濃度の変化率に相当する微分絶対値画像と、
隣接画素との濃度の変化方向に対する微分方向値を各画
素の値とした微分方向値画像と、微分絶対値のしきい値
処理を用いて濃度変化の境界を示すエッジ延長画像とを
用いて、被検査物の外形形状を求め、エッジ間或いはエ
ッジ外で同一濃度を持っている領域を検査領域として設
定し、その検査領域毎に結果の有無及び良否を判定する
外観検査方法において、被検査物の形状が円環状若しく
は円弧状であってその外形縁に合った検査ラインを作成
するために少なくとも３点の基準ポイントを求める際
に、被検査物の被検査物の外形縁上に多数の基準ポイン
トを求め、これら基準ポイントの内の３つを組み合わせ
て複数の基準ラインを作成して、これら基準ラインの内
最適なものを検査ラインとして選択することを特徴とす
る。

【０００８】請求項５の発明では、請求項１乃至４の何
れかの発明において、形状が円形の被検査物であって、
作成した検査ラインを検査基準ラインとして、この検査
基準ラインから被検査物の内側方向若しくは外側方向に
所定画素間隔で円周状に測定ラインを設定し、各濃度測
定ラインにおける測定濃度値から検査領域を分割し、分
割された各領域毎に検査ラインを設定してその検査ライ
ン上の外観検査を行うことを特徴とする。

【０００９】請求項６の発明では、請求項１乃至４の何
れかの発明において、分割された検査領域毎に、夫々の
検査領域の幅を求め、各幅の中心線を設定して該中心線
上の濃度変化を検査パラメータとして良否判定を行うこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項７の発明では、請求項１乃至４の何
れかの発明において、検査領域内の文字、刻印、模様等
のマーク部位の存在領域を濃度、微分値、エッジ延長画
像を用いて認識し、検査領域より上記存在領域を除外す
ることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明方法の実施形態を説明する
前に本発明の基本例について図面を参照して説明する。（基本例１）図１は本発明方法の基本となる方法を用いる外観検査装
置の構成図を示しており、この外観検査装置は、本基本
例は勿論のことその他の基本例及び本発明の各実施形態
においても用いるものである。

【００１２】さて図１の装置は任意の欠陥検出光学系を
用いた照明装置２により被検査物１に対して光を照射
し、この光を照射された被検査物１を画像入力装置を構
成するＣＣＤカメラ３により撮像する。ここで本基本例
の対象とする被検査物１は任意形状とする。次に図２に
示すフローチャートに基づいて本基本例を説明する。

【００１３】まずＣＣＤカメラ３により撮像して得られ
た被検査物１の画像信号は画像処理装置４に取り込まれ
て画像処理が施されて特徴抽出による濃淡画像を得る。
この濃淡画像は原画像となり、画像処理装置４はこの原
画像に基づいて隣接画素との濃度の変化率に相当する微
分絶対値画像と、隣接画素との濃度の変化方向に対する
微分方向値を各画素の値とした微分方向画像と、微分絶
対値のしきい値処理を用いて濃度変化の境界を示すエッ
ジ延長画像とを得、更にこれら画像と上記原画像とを用
いて被検査物１の特徴抽出画像を得る。

【００１４】ここで図３に示すような領域乃至で濃
度が違う被検査物１を撮像した場合には、従来の方法で
あれば、領域毎に矩形検査ウインドウを設定し、ウイン
ドウ内について行っているが、検査物１が円形、円弧、
多角形状や図３（図４）に示すように領域或いはの
ように細かい場合、検査ウインドウを設定することが困
難となる。図４のＸはエッジ線を示す。

【００１５】従って、本基本例では、被検査物１の各領
域乃至が均一濃度を持っているものとして考え、ま
ず予め設定された領域乃至内をラスター走査を行
い、領域乃至内の各画素の持つ濃度を基に、同一濃
度群を求める。この求めた方は図５に示すよう同一濃度
群毎にラベル付けを行うことにより、複数の領域に分割
するのでだである。図５において、１０，２０，３０，
４０は夫々領域の濃度値を示し、夫々にラベル（１）、
ラベル（２）、ラベル（３）、ラベル（４）を付けてあ
る。

【００１６】通常の２値化処理であれば、複数の値で濃
度分布が存在した場合には、しきい値処理により抽出さ
れない領域が出てくる場合がある。例えば図６に示すよ
うにしきい値を３０とした場合には、１０、２０の濃度
値の領域は抽出できない。これに対して本基本例では、
濃度むらがあっても安定して検査領域の分割を安定して
できる。

【００１７】（基本例２）上記の図３に示すような被検査物１において、領域が
照明条件や被検査物の形状により、撮像して得られた画
像に図７に示すように濃度むら（ａ）（ｂ）が存在する
時がある。

【００１８】この場合、上記基本例１における処理を行
なうと図７のような場合濃度むら（ａ）（ｂ）も夫々一
領域部として認識され、正確に領域分割されない可能性
がある。また小領域で濃度むらが複数存在する場合には
処理時間もかかってしまう。そこで本基本例では、微分
絶対値のしきい値処理を行い濃度変化の境界線を示すエ
ッジ延長画像を用いて濃度むらが存在しても図７に於け
る領域ととを正確に分割するようにしたものであ
る。

【００１９】つまり或る微分絶対値以上の値を持つ画素
にエッジ延長フラグが存在する。そこで図８のフローチ
ャートで示すように同一濃度領域を探索し領域毎にラベ
リンを行った後、検査領域内に存在するエッジ延長フラ
グを探索し、その微分値の総和及びその連続性を求め
る。尚領域境界部の画素が持つ微分絶対値とエッジ延長
フラグの連続性は予め知っているものとする。

【００２０】而して図９に示すように小検査領域で濃
度むら部α（或いは欠陥部）が存在してもある微分絶対
値のしきい値よりも大きい画素の微分絶対値の総和とそ
の微分絶対値を持っているエッジ延長フラグの画素数を
求めることにより濃度むら及び欠陥部が存在しても正確
に領域分割できることになる。また図１０に示す様な検
査領域が存在した場合エッジ延長フラグの持つ微分絶
対値と比較する領域境界微分絶対しきい値を５とした場
合、境界部Ｉの微分絶対値の総和は１５０、境界部IIの
微分絶対値の総和は２００、濃度むら部αの微分絶対値
の総和は７２となる。

【００２１】ここで領域境界微分絶対値の総和のしきい
値を１００とした場合、濃度むら部αを無視することが
でき境界部ＩとIIとの間を一つの領域と判断すること
ができる。また、濃度むら部α（及び欠陥部）が境界部
Ｉ，IIと同様の微分絶対値であっても、境界部Ｉ，IIは
濃度むら部αと比較しても微分絶対値が充分大きいので
識別は可能である。

【００２２】（基本例３）本基本例は基本例１，２のように特徴抽出して得られた
画像データを用いて被検査物１内を複数の検査領域に分
割する方法において図１１に示す様に任意長の検査領域
分割用画素列Ｙを走査方向Ａに走査することにより、一
走査だけで複数の同一濃度領域を求め、検査領域を分割
するものである。

【００２３】つまり図１２のフローチャートで示すよう
に被検査物１を撮像して得られた画像内をラスター走査
する代わりに検査領域分割用画素列Ｙを走査する点で、
基本例２の方法と相違しているが、その後の処理は基本
例２と同様に行うことにより、曖昧に領域分割されたも
のを基本例２と同様に方法を用いて正確に検査領域を分
割するようになっている。

【００２４】また、例えば図１３に示す様に、被検査物
１と背景Ｂとのコントラストの差を用いて、或る濃度
値、微分絶対値以上の値を持つ画素を被検査物１の両端
より探索し被検査領域幅Ｗを求め、被検査物１の幅のみ
を追跡していくことにより、検査領域分割用画素列Ｙの
長さを決めることも可能である。上記基本例１，２のラ
スター走査による方法は或る検査領域全体を走査するた
めに処理時間がかかるが、本基本例によれば処理時間を
短くすることができる。

【００２５】（基本例４）本基本例は、上記基本例１の方法を用いて、被検査物１
の形状が図１４に示すような円環状のものや・帯状或い
は波形状等の連続した任意形状や図１５に示す様な濃度
むらとは違った被検査領域内の孤立検査領域に対応
できるようにしたものである。

【００２６】つまり、図１５（ａ）に示す孤立検査領域
が被検査物１内に存在する場合、孤立検査領域周辺
のエッッジ延長フラグを持つ各微分値と予め設定した微
分しきい値とを比較して、微分しきい値よりも大きい画
素について、その微分値の総和Ａと、その画素数Ｍ及び
面積値Ｓを求める。例えば、微分しきい値を１０とした
場合、図１５（ｂ）に示す微分値の総和Ａは、Ａ＝１５
＋２０＋３１＋２６＋１５＋１１…となる。その画素数
Ｍ及び面積値Ｓと、予め分かっている孤立検査領域の大
きさ及び面積値とを比較し、全て大きければ孤立検査領
域と判定する。

【００２７】しかし図１５（ｃ）に示すように孤立検査
領域と画像データが似ている欠陥領域が存在した場
合、までも孤立検査領域と判定してしまい、欠陥を見
逃す恐れがある。この場合には検査領域内に存在すべ
き孤立領域数を設定しておき、抽出した孤立領域数と比
較し、同数でなければ、欠陥が存在すると判定すること
も可能である。また孤立検査領域内に欠陥が存在し、
孤立検査領域判定のしきい値（微分しきい値と、画素数
Ｍと、面積値Ｓ）を満たしている場合には孤立検査領域
数で検出可能である。

【００２８】更に孤立検査領域判定のしきい値を満たし
ていない場合には、孤立検査領域と同一領域として判
定し、孤立検査領域内をラスラー走査をして、通常の
検査方法により欠陥を認識する方法をとる。

【００２９】以上の基本例１〜４の方法を基に本発明の
実施形態を説明する。

【００３０】（実施形態１）形状が円環状或いは円弧状で外形縁が円周（円弧）状と
なっている被検査物１であって、外観検査のための検査
ラインを作成するためには、最低外形縁上の基準ポイン
トとして３点が必要である。本実施形態はその基準ポイ
ント３点を求める方法にかかるものである。

【００３１】まず図１６（ａ）（ｂ）に示す検査ウイン
ドウＷＩａ、ＷＩｂのように、下辺部の両端と中心部と
から矢印で示すように上方に向かって被検査物１の内側
縁の３点の基準ポイントを求めるための位置認識方法に
ついて以下に説明する。

【００３２】（１）微分絶対値を用いた認識方法この方法は、位置認識探索ライン上の画素の持つ微分絶
対値と予め設定されたしきい値とを比較してしきい値よ
り微分絶対値が大きければそのポイントを基準ポイント
とする方法である。

【００３３】（２）微分絶対値、微分方向値を用いた認
識方法この方法は位置認識探索ライン上の画素の持つ微分方向
値がある設定範囲にあり、その微分絶対値と予め設定さ
れたしきい値とを比較して微分絶対値が大きければその
ポイントを基準ポイントとする方法である。

【００３４】（３）エッジフラグ、微分絶対値を用いた
認識方法この方法は位置認識探索ライン上の画素にエッジフラグ
が存在するか探索し、存在すればその画素の持つ微分絶
対値と予め設定されたしきい値とを比較し大きければそ
のポイントを基準ポイントとする方法である。

【００３５】（４）濃度値を用いた認識方法この方法は位置認識探索ライン上の画素の持つ濃度値と
予め設定されたしきい値とを比較し大きければそのポイ
ントを基準ポイントとする方法である。ここで（３）の
位置認識方法を用いる場合、図１６（ａ）（ｂ）に示す
ように検査ウィンドウＷＩの下辺部の両端と中心部の３
点から上方に向かって探索し、探索ラインＬ上にエッジ
フラグが存在し、さらにそのフラグが持つ微分値が予め
設定されたしきい値よりも大きければ被検査物１の端縁
と判定し、そのポイントを円形検査ラインを作成するた
めの基準ポイントとする。

【００３６】しかしこの方法（３）では、図１６
（ａ），（ｂ）で示すように検査ウィンドウＷＩａ，Ｗ
Ｉｂのように被検査物１の位置決め不良等により撮像タ
イミングがずれて被検査物１が撮像されることがある。
この場合被検査物１の位置ズレの為に（イ）（ロ）の位
置認識ができないことがあり、円形検査ラインを作成す
るための基準ポイントを求めることができない。

【００３７】そこで、本実施形態では被検査物１の位置
ずれが生じても図１６（ｃ）に示す検査ウィンドウＷＩ
の様に被検査物１の位置ずれが発生しても影響のない任
意の位置に設定された位置認識探策開始点ＳＴを設定す
る。そして位置認識探策開始点ＳＴから３本の探索ライ
ンＬ1 乃至Ｌ3 を被検査物１の位置ずれがあっても影響
の無い範囲で走査させることにより、安定して円形検査
ラインを作成するための基準ポイントを求めることがで
きる。図１７は本実施形態での画像処理装置４の画像処
理におけるフローチャートを示す。

【００３８】（実施形態２）本実施形態も実施形態１と同様に円形（環状）或いは円
弧状の被検査物１に検査ラインの基準ポインを求める方
法にかかるものであり、上述した位置認識方法の内、
（３）の方法を用いて位置認識を行う場合において、検
査ウィンドウＷＩの下辺の任意のポイント１点を探索開
始点ＳＴとしてその点から上方に向かって探索し、探索
ラインＬ上にエッジフラグが存在し、さらにそのフラグ
が持つ絶対微分値が予め設定されたしきい値よりも大き
ければ被検査物１の端縁と判定し、そのポイントを円形
検査ラインを作成するための基準ポイントとする方法で
ある。

【００３９】例えば図１８（ａ）の場合であれば、検査
ウィンドウＷＩの左端の下辺に位置認識探索開始点ＳＴ
を設定して上方に向けてエッジ探索を行い基準ポイント
を求める。更にその基準ポイントをスタートポイントＳ
Ｐとして被検査物１の端縁上を右側に追跡し検査ウィン
ドウＷＩから出てしまうポイントをエンドポイントＥＰ
として求める。

【００４０】次に、スタートポイントＳＰとエンドポイ
ントＥＰの距離を求め、その中点Ｐを被検査物１上の端
縁に設定しスタートポイントＳＰとエンドポイントＥＰ
と中点Ｐの３点を円形検査ラインを作成するための基準
ポイントとする。また図１８（ｂ）の場合であれば、検
査ウィンドウＷＩの下辺の任意位置に探索開姶点ＳＴを
設定し上方にエッジ探索を行い基準ポイントを求める。
該基準ポイントをスタートポイントＳＰとして被検査物
１の端縁上を左右方向に追跡し検査ウィンドウＷＩから
出てしまうポイントＥＰを２点求め、その２点間距離の
中点Ｐを被検査物１上の端縁に設定しその３点Ｐ及び二
つのＥＰを円形検査ラインを作成するための基準ポイン
トを求める。

【００４１】尚上記の説明は内側縁における基準ポイン
トを求める方法について説明してあるが、外側縁におけ
る基準ポイントを求める方法も同様に行われ、この場合
検査ウィンドウＷＩの下辺に探索開姶点ＳＴを設定し下
方にエッジ探索を行う。図１９は本実施形態における画
像処理装置４での画像処理のフローチャートを示す。

【００４２】以上のように本実施形態の方法によれば検
査領域の分割に当たって、まず円形検査ラインを作成す
る場合に、安定して基準ポイントを求めることができ
る。

【００４３】（実施形態３）実施形態１、２の方法で求めた基準ポイント上に欠陥あ
るいは塵等が存在した場合、正確な円形検査ラインを設
定することができない。

【００４４】例えば図２０に示すように探索開始点ＳＴ
から左方向に被検査物１を探索する場合、被検査物１上
に欠陥γが存在した場合、基準ポイントＰ１が求められ
る。図において示される基準ポイントＰｌ、Ｐ３、Ｐ４
…を用いて円形検査状ラインを作成すると正確な検査ラ
インＺＡが設定されず、間違った検査ラインＺＢが設定
されてしまう。

【００４５】そこで本実施形態では、まず図１８（ａ）
で求めたスタートポイントＳＰとエンドポイントＥＰ間
を複数に分割して複数の基準ポイントを設定し、その基
準ポイントの３つ毎の組合せにより作成される複数の円
形検査ラインの各中心を求める。次に、複数の組合せか
ら求められた各円形検査ラインの中心を比較する。ここ
で欠陥γにより作成された検査ラインの中心は他の値と
違うので、比較により他の値と違っている値があればそ
の値を持つ円形検査ラインを除去するのである。

【００４６】而して本実施形態の方法によれば、欠陥γ
が存在しても正しい円形検査ラインを作成することがで
きる。尚図２１は本実施形態での画像処理装置４の画像
処理におけるフローチャートを示す。

【００４７】（実施形態４）上述のように円形状の検査ラインが作成された後、その
検査ラインを検査ラインとして被検査物１のさらに内部
の欠陥あるいは成形バリなどを検出する場合には、更に
被検査物１の周辺に検査ラインを設定する必要がある。

【００４８】この被検査物内部を検査するための検査ラ
インを設定する場合には、被検査物の内側縁に適した検
査ラインを実施形態１乃至３の方法を用いて作成した
後、所定の検査領域の外観検査を行うためにこの検査ラ
インを基準として所定の検査領域に適した検査ラインを
作成する必要がある。そこで本実施形態では、まず基本
例１乃至４の方法により検査領域を分割設定する。次に
図２２に示すように例えば実施形態３の方法により求め
た検査ラインを検査基準ラインとし、この検査基準ライ
ンを基に同心円となる円状の探索ラインの半径を１画素
ずつ大きくしたり、小さくしたりして各領域に対応して
検査ラインを設定するのである。

【００４９】次に本実施形態を円環状の被検査物１を中
心部から被検査物１の内部を検査する例を挙げて説明す
る。この例では図２３に示すように探索ラインＬ₁…の
半径を１画素ずつ大さくして、夫々の同心円状探索ライ
ンＬ₁…の平均濃度値Ａｎを求める。（ｎは探索ライン
の本数を示し、図２３では３本であるので３となる）こ
こで検査領域が他の検査領域、に比べて最も暗い
ことが分かっている場合、探索ラインＬ₁…の内最も濃
度の低いラインを抽出することにより検査ラインＺＡを
設定することができる。また検査領域内に同一の平均
濃度値を持つ探索ラインがある場合は、内側、つまり被
検査物１の中心側の探索ラインを選択するにより検査ラ
インが設定できる。また検査領域内にも同様に複数
の検査ラインを設定することができる。尚ＳＴ’は探索
開始点を示す。

【００５０】また図２４に示すように被検査物１の中心
孔の内縁に形成された成形ばりＢＡを検査する場合に
は、検査基準ラインの内側に成形ばりＢＡの検査のため
の検査ラインを設定して検査も可能である。この場合検
査基準ラインと検査ラインの幅は任意とする。このよう
に検査基準ラインから円形状検査ラインを設定した後、
この検査ラインＺ上での欠陥検出は次のように行う、つ
まり検査ライン上を探索し、前後の画素との濃度差が予
め設定してある値よりも大きければその画像を欠陥候補
画素とし、その周辺の画素も含めてその濃度差の総和を
求め、この求めた総和としきい値とを比較し、しきい値
よりも大きければ欠陥があって不良であると判定する。

【００５１】尚図２５は本実施形態での画像処理装置４
の画像処理におけるフローチャートを示す。

【００５２】（実施形態５）本実施形態は、上述の基本例１乃至４の方法において被
検査物１を複数の領域に分割した後に、分割領域をその
まま検査領域として、検査領域毎に発生する欠陥γを認
識アルゴリズムを用いて抽出し良否判定を行なう方法に
かかる。

【００５３】つまり、本実施形態では、図２６に示すよ
うに二つの検査領域内に発生する異物、かけ等の欠
陥γを検査領域毎に、欠陥γ周辺部の画像データを基
に、濃度の微分値の総和あるいは欠陥γと欠陥γ周辺の
良品部位の濃度差と欠陥認識用しきい値との比較により
良否判定を行なうのである。

【００５４】つまり図示するように検査領域のよう
にに小さい幅の検査領域は今まで矩形状の検査領域を更
に設定して検査を行っていたが、本実施形態では矩形状
の検査領域を予め設定することなく分割領域毎にラスタ
ー走査等の方法により欠陥を認識することができるので
ある。（実施形態６）本実施形態は、基本例１乃至４の方法を用いて被検査物
１の検査領域を複数に分割した後の領域毎の外観検査方
法にかかるものである。

【００５５】まず、図２７に示すように分割された検査
領域毎に領域の幅を矢印方向に求める。幅測定ラインＬ
Ｗの間隔は任意とする。検査領域の幅の求め方は、検査
領域毎に実施形態１の場合のようにラベル付けを行い、
その同一ラベルの幅を幅測定ラインＬＷ毎に求める。次
に、幅測定ラインＬＷ毎の幅の中心を求め検査領域毎に
図２８に示すように中心検査ラインＺ₁ ，Ｚ₂ を設定す
る。

【００５６】この中心検査ラインＺ₁（Ｚ₂ ）上に図２
９に示す基準画素Ｇ₀を中心にある間隔（ｎ画素）離れ
た画素Ｇｎ₁Ｇｎ₂ に濃度差測定画素を設定する。そし
て濃度差測定画素Ｇｎ₁ 及びＧｎ₂の濃度差Ａを求め、
予め設定されたしきい値と比較する。濃度差Ａがしきい
値よりも大きい場合は不良と判定し、小さい場合は探索
方向に基準画素Ｇ₀を１画素移動させ同様の処理を行う
のである。

【００５７】この処理を中心検査ラインＺ₁（Ｚ₂）が
終了まで走査してしきい値を超えなければ良品と判定す
る。また、１本の中心検査ラインで検査領域全域を検査
できなければ図３０に示す示すように、中心検査ライン
Ｚ₁（Ｚ₂）を基準に上下方向に同様の検査ラインをＺ
₁₁…，Ｚ₁₂…というように複数設定する。これらの検査
ラインＺ₁₁…，Ｚ₁₂…の間隔は任意に設定できるものと
する。

【００５８】このようにすることにより検査領域内全域
を余すことなく検査することができることになる。尚図
２１は本実施形態での画像処理装置４の画像処理におけ
るフローチャートを示す。

【００５９】（実施形態７）上述の実施形態６では、領域分割後の検査領域毎に中心
検査ラインＺ₁…を用いて外観検査を行う手法について
述べたが、図３２に示すように中心検査ラインＺ₂上
に、刻印・文字・模様等の部位が存在した場合、欠陥と
間違えて不良と判定してしまう。

【００６０】これに対応したものが本実施形態であっ
て、本実施形態では外観検査を行う前に刻印・文字・模
様等が存在するマーク部位Ｍを認識して検査領域から除
去する。つまり刻印・文字・模様等は被検査物１の表面
上に凹凸を形成するため、照明方法によって被検査物１
の他の部位との濃淡差があり高コントラストになる。

【００６１】また、印刷されたものについても視覚に訴
えるためにほとんどの場合、被検査物１との濃淡差があ
り、高コントラストになっている。そこで、本実施形態
では実施形態６において複数本設定された中心検査ライ
ンＺ₁…上を、所定の微分値あるいは濃度値を用いて探
索することにより刻印・文字・模様等のマーク部位Ｍの
幅及び長さを特定する。

【００６２】この特定した領域について図３３に示すよ
うに検査領域除去ウィンドウＷＩＸを設定し、中心検査
ラインＺ₁…と交わる部分ついては、検査をせずに濃度
差測定画素Ｇｎを移動させるのである。

【００６３】また欠陥γが刻印・文字・模様等の存在す
るマーク部位Ｍと同じ検査領域、例えばに存在する場
合には、次のように行う。

【００６４】つまり刻印・文字・模様等は、被検査物１
の所定の位置に存在するのが通常である。それを利用し
て、検査領域において刻印・文字・模様等の部位を中
心として中心検査ラインＺ₂との位置関係が同じである
とすると、求められた検査領域除去ウィンドウＷＩＸ内
の微分値の総和と中心検査ラインと検査領域除去ウィン
ドウＷＩＸとの位置関係を利用して欠陥と刻印・文字・
模様等の部位とを識別することができる。

【００６５】また、検査領域除去ウィンドウＷＸＩ内に
欠陥γが発生した場合には、欠陥γが存在しない場合の
検査領域除去ウィンドウＷＸＩ内の領分値の総和を用い
ると識別することができる。つまり欠陥γが検査除去ウ
ィンドウＷＸＩ内に存在した場合と良品の場合とを比べ
た場合、積分値の総和が大きくなることを利用してい
る。

【００６６】尚図３４は本実施形態での画像処理装置４
の画像処理におけるフローチャートを示す。

【００６７】

【発明の効果】請求項１の発明は、被検査物を画像入力
装置により撮像した後、画像処理を施し、特徴抽出され
た濃淡画像である原画像と、原画像に基づいて、隣接す
る画素との濃度の変化率に相当する微分絶対値画像と、
隣接画素との濃度の変化方向に対する微分方向値を各画
素の値とした微分方向値画像と、微分絶対値のしきい値
処理を用いて濃度変化の境界を示すエッジ延長画像とを
用いて、被検査物の外形形状を求め、エッジ間或いはエ
ッジ外で同一濃度を持っている領域を検査領域として設
定し、その検査領域毎に結果の有無及び良否を判定する
ので、濃度むらがあっても安定して検査領域の分割を安
定してできるものであって、被検査物の形状が円環状若
しくは円弧状であって、その外形縁に合った検査ライン
を作成するために少なくとも３点の基準ポイントを求め
る際に、被検査物の画像上に設定する検査ウィンドウの
上又は下辺で、該辺と直交する方向に被検査物が位置す
る任意の位置を探索開始点としてこの探索開始点から上
下辺に対して直交する方向に探索ラインを走査させると
ともに、探索開始点から所定距離両側方向に離れた位置
より上下辺に対して直交する方向に探索ラインを走査さ
せて被検査物体の外形縁に交差する点を基準ポイントと
するので、被検査物の位置ずれがあっても検査ラインの
基準ポイントを安定して求めることができるという効果
がある。また請求項２の発明は、被検査物の形状が円
環状若しくは円弧状であって、その外形縁に合った検査
ラインを作成するために少なくとも３点の基準ポイント
を求める際に、撮像した被検査物の画像が検査ウィンド
ウから位置ずれしない場合に被検査物の外形縁において
任意の位置を追跡開始ポイントとして外形縁に沿って検
査ウィンドウから外れる位置若しくは追跡開始ポイント
に戻る迄追跡を行い、外形縁上で検査ウィンドウから外
れる点と、該点を除いた外形縁上の任意の点を基準ポイ
ントするので、検査ラインの基準ポイントを安定して求
めることができるという効果がある。

【００６８】請求項３の発明は、被検査物の形状が円環
状若しくは円弧状であって、その外形縁に合った検査ラ
インを作成するために少なくとも３点の基準ポイントを
求める際に、検査ウインドウの一方の側辺と交差する被
検査物の外形縁上の点を探索開始点とし他方の側辺と交
差する被検査物の外形縁上の点を探索終了点として求め
るとともに、被検査物の外形縁上の任意の複数の点を求
め、この複数の点の一つと、探索開始点と、探索終了点
との３点を基準ポイントとして複数の基準ラインを作成
し、これら基準ラインの内欠陥が存在しない基準ライン
を検査ラインとして用いるので、欠陥が存在しても正し
い検査を行うことができるという効果がある。

【００６９】請求項４の発明は、被検査物の形状が円環
状若しくは円弧状であって、その外形縁に合った検査ラ
インを作成するために少なくとも３点の基準ポイントを
求める際に、被検査物の被検査物の外形縁上に多数の基
準ポイントを求め、これら基準ポイントの内の３つを組
み合わせて複数の基準ラインを作成して、これら基準ラ
インの内最適なものを検査ラインとして選択するので、
請求項３の発明と同様に欠陥が存在しても正しい検査を
行うことができるという効果がある。

【００７０】請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れ
かの発明において、形状が円形の被検査物であって、作
成した検査ラインを検査基準ラインとして、この検査基
準ラインから被検査物の内側方向若しくは外側方向に所
定画素間隔で円周状に測定ラインを設定し、各濃度測定
ラインにおける測定濃度値から検査領域を分割し、分割
された各領域毎に検査ラインを設定してその検査ライン
上の外観検査を行うので、被検査物の内部の欠陥検査を
安定して行える。

【００７１】請求項６の発明は、請求項１乃至４の何れ
かの発明において、分割された検査領域毎に、夫々の検
査領域の幅を求め、各幅の中心線を設定して該中心線上
の濃度変化を検査パラメータとして良否判定を行うの
で、検査領域内全域を余すことなく検査することができ
る。

【００７２】請求項７の発明は、請求項１乃至４の何れ
かの発明において、検査領域内の文字、刻印、模様等の
マーク部位の存在領域を濃度、微分値、エッジ延長画像
を用いて認識し、検査領域より上記存在領域を除外する
ので、文字、刻印、模様等を欠陥とせずに、正確な外観
検査が行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる外観検査装置の構成図である。

【図２】本発明の基本例１の処理過程を示すフローチャ
ートである。

【図３】同上の被検査物の検査領域の分割説明図であ
る。

【図４】同上の被検査物の一部拡大図である。

【図５】同上のラベル付けの説明図である。

【図６】従来方法におけるラベル付けの説明図である。

【図７】本発明の基本例２の被検査物の一部拡大図であ
る。

【図８】同上の処理過程を示すフローチャートである。

【図９】同上の濃度むらのある場合の被検査物の一部拡
大図である。

【図１０】同上の別の濃度むらのある場合の説明図であ
る。

【図１１】本発明の基本例３の説明図である。

【図１２】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図１３】同上の処理過程の説明図である。

【図１４】本発明の基本例４の被検査物の形状説明図で
ある。

【図１５】同上の別の被検査物の形状説明図である

【図１６】本発明の実施形態１の前提説明図である。

【図１７】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図１８】本発明の実施形態２の説明図である。

【図１９】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図２０】本発明の実施形態３の説明図である。

【図２１】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図２２】本発明の実施形態４の説明図である。

【図２３】同上の探索ラインの説明図である。

【図２４】同上の別の事例の説明図である。

【図２５】同上の探索ラインの説明図である。

【図２６】本発明の実施形態５の被検査物の説明図であ
る。

【図２７】同上の説明図である。

【図２８】本発明の実施形態６の被検査物の説明図であ
る。

【図２９】同上の濃度差測定方法の説明図である。

【図３０】同上の別の事例の説明図である。

【図３１】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図３２】本発明の実施形態７の被検査物の説明図であ
る。

【図３３】同上の別の被検査物の説明図である。

【図３４】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１被検査物２照明装置３ＣＣＤカメラ４画像処理装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物を画像入力装置により撮像した
後、画像処理を施し、特徴抽出された濃淡画像である原
画像と、原画像に基づいて、隣接する画素との濃度の変
化率に相当する微分絶対値画像と、隣接画素との濃度の
変化方向に対する微分方向値を各画素の値とした微分方
向値画像と、微分絶対値のしきい値処理を用いて濃度変
化の境界を示すエッジ延長画像とを用いて、被検査物の
外形形状を求め、エッジ間或いはエッジ外で同一濃度を
持っている領域を検査領域として設定し、その検査領域
毎に結果の有無及び良否を判定する外観検査方法におい
て、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって、
その外形縁に合った検査ラインを作成するために少なく
とも３点の基準ポイントを求める際に、被検査物の画像
上に設定する検査ウィンドウの上又は下辺で、該辺と直
交する方向に被検査物が位置する任意の位置を探索開始
点としてこの探索開始点から上下辺に対して直交する方
向に探索ラインを走査させるとともに、探索開始点から
所定距離両側方向に離れた位置より上下辺に対して直交
する方向に探索ラインを走査させて被検査物体の外形縁
に交差する点を基準ポイントとすることを特徴とする外
観検査方法。
【請求項２】被検査物を画像入力装置により撮像した
後、画像処理を施し、特徴抽出された濃淡画像である原
画像と、原画像に基づいて、隣接する画素との濃度の変
化率に相当する微分絶対値画像と、隣接画素との濃度の
変化方向に対する微分方向値を各画素の値とした微分方
向値画像と、微分絶対値のしきい値処理を用いて濃度変
化の境界を示すエッジ延長画像とを用いて、被検査物の
外形形状を求め、エッジ間或いはエッジ外で同一濃度を
持っている領域を検査領域として設定し、その検査領域
毎に結果の有無及び良否を判定する外観検査方法におい
て、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって、
その外形縁に合った検査ラインを作成するために少なく
とも３点の基準ポイントを求める際に、撮像した被検査
物の画像が検査ウィンドウから位置ずれしない場合に被
検査物の外形縁において任意の位置を追跡開始ポイント
として外形縁に沿って検査ウィンドウから外れる位置若
しくは追跡開始ポイントに戻る迄追跡を行い、外形縁上
で検査ウィンドウから外れる点と、該点を除いた外形縁
上の任意の点を基準ポイントとすることを特徴とする外
観検査方法。
【請求項３】被検査物を画像入力装置により撮像した
後、画像処理を施し、特徴抽出された濃淡画像である原
画像と、原画像に基づいて、隣接する画素との濃度の変
化率に相当する微分絶対値画像と、隣接画素との濃度の
変化方向に対する微分方向値を各画素の値とした微分方
向値画像と、微分絶対値のしきい値処理を用いて濃度変
化の境界を示すエッジ延長画像とを用いて、被検査物の
外形形状を求め、エッジ間或いはエッジ外で同一濃度を
持っている領域を検査領域として設定し、その検査領域
毎に結果の有無及び良否を判定する外観検査方法におい
て、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって、
その外形縁に合った検査ラインを作成するために少なく
とも３点の基準ポイントを求める際に、検査ウインドウ
の一方の側辺と交差する被検査物の外形縁上の点を探索
開始点とし他方の側辺と交差する被検査物の外形縁上の
点を探索終了点として求めるとともに、被検査物の外形
縁上の任意の複数の点を求め、この複数の点の一つと、
探索開始点と、探索終了点との３点を基準ポイントとし
て複数の基準ラインを作成し、これら基準ラインの内欠
陥が存在しない基準ラインを検査ラインとして用いるこ
とを特徴とする外観検査方法。
【請求項４】被検査物を画像入力装置により撮像した
後、画像処理を施し、特徴抽出された濃淡画像である原
画像と、原画像に基づいて、隣接する画素との濃度の変
化率に相当する微分絶対値画像と、隣接画素との濃度の
変化方向に対する微分方向値を各画素の値とした微分方
向値画像と、微分絶対値のしきい値処理を用いて濃度変
化の境界を示すエッジ延長画像とを用いて、被検査物の
外形形状を求め、エッジ間或いはエッジ外で同一濃度を
持っている領域を検査領域として設定し、その検査領域
毎に結果の有無及び良否を判定する外観検査方法におい
て、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって、
その外形縁に合った検査ラインを作成するために少なく
とも３点の基準ポイントを求める際に、被検査物の被検
査物の外形縁上に多数の基準ポイントを求め、これら基
準ポイントの内の３つを組み合わせて複数の基準ライン
を作成して、これら基準ラインの内最適なものを検査ラ
インとして選択することを特徴とする外観検査方法。
【請求項５】作成した検査ラインを検査基準ラインとし
て、この検査基準ラインから被検査物の内側方向若しく
は外側方向に所定画素間隔で円周状に測定ラインを設定
し、各濃度測定ラインにおける測定濃度値から検査領域
を分割し、分割された各領域毎に検査ラインを設定して
その検査ライン上の外観検査を行うことを特徴とする請
求項１乃至４の何れかに記載の外観検査方法。
【請求項６】分割された検査領域毎に、夫々の検査領域
の幅を求め、各幅の中心線を設定して該中心線上の濃度
変化を検査パラメータとして良否判定を行うことを特徴
とする請求項１乃至４の何れかに記載の外観検査方法。
【請求項７】検査領域内の文字、刻印、模様等のマーク
部位の存在領域を濃度、微分値、エッジ延長画像を用い
て認識し、検査領域より上記存在領域を除外することを
特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の外観検査方
法。